AT505858A1 - Applikationsvorrichtung fur mindestens zwei flussige oder viskose materialkomponenten - Google Patents

Description

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Applikationsvorrichtung für mindestens zwei flüssige oder viskose Materialkompnnenten

Die Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung zum Fördern, Dosieren und Abgeben von mindestens zwei Materialkomponenten unter Druckbeaufschlagung.

Die eingangs genannte Vorrichtung wird allgemein für die Verarbeitung von flüssigen oder viskosen Materialkomponenten benötigt, die zum Beispiel für die Verarbeitung von Farben, Kunststoffen, wie z.B. Polyester und Polyurethan, etc., wobei der Begriff „Verarbeitung“ das Fördern der Materialkomponenten aus jeweiligen Quellen, wie z.B. Gebinden, das Aufbereiten der Materialkomponenten in Bezug auf Druck und Temperatur, das Dosieren und optional das Mischen der Komponenten, und schließlich die Abgabe der Materialkomponenten in getrennter oder gemischter Form zur Applizierung an beliebigen Flächen oder Bauelementen. Das Applizieren erfolgt vorzugsweise durch Spritzen, ist aber -abhängig von den verwendeten Materialkomponenten - nicht darauf beschränkt, sondern kann auch andere Abgabeverfahren umfassen.

Derzeit kommen für die Verarbeitung und Applizierung der Materialien Farben, Polyester und Polyurethan im Wesentlichen Pinsel, Roller, Airless-Spritzgeräte und Kolbenpumpen zum Einsatz. Bekannt ist auch und eine Applikatormaschine im Polyesterbereich.

Die Anwendung von Pinsel und Roller im Tätigkeitsbereich von Malern und anderen Handwerkern ist allgemein bekannt und bedarf keiner näheren Erläuterung.

Airless-Spritzgeräte sind Hochdruckspritzgeräte für die Lackbearbeitung. Mit diesen Geräten ist keine Mischung verschiedener Materialkomponenten möglich, d.h. nur ein Material (Lack) kann bearbeitet werden. Es ist aufgrund des enormen Reinigungsaufwandes (und der kurzen Abbindezeiten neuer Materialien) für die Maschine auch beinahe unmöglich verschiedene Materialien nacheinander mit derselben Maschine zu bearbeiten.

Bei der Verwendung von Kolbenpumpen ist eine Mischung zweier verschiedener Materialkomponenten möglich, allerdings nur im Verhältnis 1:1. Die bekanntesten und effizientesten Kolbenpumpen sind die der Firma Graco aus den USA.

Applikatormaschinen für den Polyesterbereich werden ebenfalls von der Fa. Graco, USA, erzeugt. Diese ermöglichen Dosierverhältnisse bis max. 6:100. Allerdings können nur Polyestermaterialien verarbeitet werden, was zu einem sehr eingeschränkten Einsatzbereich dieser Maschine führt. ·« ···· ···· ·· · ·« ··*·«··· « · • · #···· · · • · · · · ··· · · ····· · f · ·· ··· ·♦ ·· · · 2

Es besteht somit nach wie vor das Bedürfnis nach einer Applikationsvorrichtung für mindestens zwei Materialkomponenten, mit der beinahe beliebige, vorzugsweise stufenlos einstellbare Dosierverhältnisse für eine uneingeschränkte Anzahl an Materialkomponenten erzielbar ist. Insbesondere umfassen diese Materialkomponenten flüssige und viskose Materialkomponenten, z.B. Farben und Lacke sowie verschiedene Kunststoffe (Polyester, Polyurethan, diverse Kunstharze, etc.), weiters gasförmige Materialkomponenten (z.B. C02) und feste Bestandteile (z.B. Quarzmehl) sowie Gemische aus den genannten Komponenten. Dadurch soll der Kauf von Spezialmaschinen für verschiedene Materialien überflüssig werden. Diese Applikationsvorrichtung soll höchste Standzeiten aufweisen, sie muss äußerst einfach wartbar sein, da sie hauptsächlich in rauer Umgebung auf Baustellen etc. verwendet wird. Das Austauschen von Teilen soll äußerst einfach sein und auch durch Nicht-Spezialisten durchführbar sein. Weiters ist es wünschenswert, dass die Temperaturen der verschiedenen Materialkomponenten getrennt eingestellt und geregelt werden können.

Ebenso ist es auch erforderlich, dass die Applikationsvorrichtung auf einfachste Weise transportabel ist, beispielsweise, indem sie auf einem Anhänger aufgebaut wird. Es müssen Materialkomponenten bei hohen, einstellbaren Drücken verarbeitbar sein. Schließlich soll der Betrieb einer solchen Applikationsvorrichtung kostengünstig, umweltfreundlich und ohne Spezialwissen erfolgen können.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch Fortbilden der eingangs zitierten Applikationsvorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung dargelegt.

Die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung zum Fördern, Dosieren und Abgeben von mindestens zwei flüssigen oder viskosen Materialkomponenten unter Druckbeaufschlagung umfasst zumindest zwei einander gegenüberliegende, an Schwenklagem gelagerte Balken, die - in Axialrichtung des jeweiligen Balkens gesehen - in einem Abstand von den Schwenklagem ineinander greifen, wobei die Balken gemeinsam durch eine Balkenantriebseinrichtung hin- und herbeweglich antreibbar sind. Es ist zumindest eine Kolben-Zylinder-Pumpe für jede Materialkomponente vorgesehen, wobei jede Kolben-Zylinder-Pumpe entweder mit dem Kolben oder dem Zylinder an einem Balken und entweder mit dem Zylinder oder dem Kolben an einem feststehenden Träger der Applikationsvorrichtung, insbesondere einem Rahmenelement der Applikationsvorrichtung, ein- und ausziehbar angelenkt ist. Durch diese Ausgestaltung der Applikationsvorrichtung ist ein schlupffreier, gemeinsamer Antrieb aller beteiligten Kolben-Zylinder-Pumpen garantiert, Μ » ·· ·· «··# ·«·· ·····««· · ♦ • · ····· · · • t · « · ··· · · • · t · · · f · ·· Μ· ·· ·· I · 3 wobei die Hublängen der einzelnen Kolben-Zylinder-Pumpen und damit die Dosierverhältnisse der Materialkomponenten durch ihre spezifische Anlenkung am Träger und am Balken eingestellt wird. Aufgrund des schlupffreien Antriebs verändern sich die Dosierverhältnisse auch nicht während des laufenden Betriebs. Durch die Anlenkung der Kolben-Zylinder-Pumpen an mehreren Balken wird eine äußerst kräftige Maschine geschaffen, die es erlaubt auch hochzähe Materialkomponenten bei Drücken bis zu 5000 bar zu verarbeiten. Solch hohe Drücke sind zum Beispiel zum Setzen von Betonankem in Betonwänden erforderlich.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung sind pro Materialkomponente zwei Kolben-Zylinder-Pumpen vorgesehen sind, die einander gegenüberliegend am selben Balken gelagert sind, so dass sie bei Hin- und Herbewegung des Balkens in Gegenbewegung dieselbe Materialmenge fördern. Es wird dadurch eine kontinuierliche Materialabgabe erreicht. Damit die beiden Kolben-Zylinder-Pumpen gegengleich am Balken und am Träger angelenkt werden können und somit eine einfache Einstellung gleicher Fördermengen garantiert ist, sollten die beiden Kolben-Zylinder-Pumpen die gleichen Hubraumdurchmesser und Hublängen aufweisen. Aus Gründen der vereinfachten Ersatzteilhaltung ist es vorteilhaft, wenn identische Kolben-Zylinder-Pumpen verwendet werden. Für eine exakte und in weiten Maßen einzeln verstellbare Fördermenge jeder Materialkomponente ist vorgesehen, dass alle derselben Materialkomponente zugeordneten Kolben-Zylinder-Pumpen am selben Balken angelenkt sind und jeder Balken einer unterschiedlichen Materialkomponente zugeordnet ist.

Die Verstellbarkeit der Fördermengen der Materialkomponenten wird erreicht, indem die Kolben-Zylinder-Pumpen in Axialrichtung des jeweiligen Balkens verstellbar angelenkt sind. Alternativ oder ergänzend dazu kann eine Verstellbarkeit der Fördermengen der Materialkomponenten auch durch verstellbare Lagerpunkte der Anlenkung der Kolben-Zylinder-Pumpen am Träger erzielt werden.

Damit die Auslenkung der Balken in Bezug aufeinander und damit das Dosierverhältnis der Materialkomponenten in Bezug aufeinander stufenlos verstellt werden kann, ist vorgesehen, dass jeweils einer von zwei ineinandergreifenden Balken in Axialrichtung des Balkens ausziehbar ist und im ausziehbaren Balkenabschnitt einen Lagerpunkt aufweist, der im anderen Balken in dessen Axialrichtung verschiebbar gelagert ist. Durch diese Maßnahme wird das Hebelverhältnis der beiden Balken verändert. Hervorragende Einstellbarkeit des ·· · ♦♦ ·· »Mt ·»·» ·······# · · • · ··#·· · Φ 9 Φ 9 φ 9 9Φ9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 999 99 99 9 9 4

Hebelverhältnisses und damit des Dosierverhältnisses der beiden Materialkomponenten wird erzielt, wenn der ausziehbare Balken einen in seiner Axialrichtung händisch oder motorisch ausfahrbaren und einziehbaren Fortsatz aufweist.

Um einen Materialrückfluss in der Applikationsvorrichtung zu verhindern, ist vorgesehen in Materialkomponenten-Zulaufleitungen zu jeder Kolben-Zylinder-Pumpe mindestens ein Rückschlagventil anzuordnen. Für denselben Zweck ist vorgesehen, in Materialkomponenten-Ausgangsleitungen nach jeder Kolben-Zylinder-Pumpe mindestens ein Rückschlagventil anzuordnen.

In einer bauteilsparenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung ist für jede Materialkomponente eine Zulaufleitung vorgesehen, die von einer Materialkomponentenquelle, beispielsweise einem Gebinde oder Tank, zu der/den zugeordneten Kolben-Zylinder-Pumpe(n) führt, wobei die Zulaufleitung eine Abzweigung zu jeder Kolben-Zylinder-Pumpe aufweist.

Damit die Materialkomponenten unabhängig von ihrer Viskosität direkt aus drucklosen Gebinden etc. entnommen werden können, sind in den Zulaufleitungen der Kolben-Zylinder-Pumpen Vorpumpen eingebaut. Diese Vorpumpen dienen auch zur Unterstützung der Hauptpumpen.

Um die Temperatur der Materialkomponenten unabhängig voneinander einstellen und regeln zu können, ist vorgesehen in den Zulauf leitungen Heizelemente einzubauen, die beispielsweise die Materialkomponente auf Temperaturen bis 120°C erwärmen können.

Zur Erreichung einer hervorragenden Wartbarkeit der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung ist in einer Ausführungsform der Kolben jeder Kolben-Zylinder-Pumpe werkzeugfirei austauschbar, wobei keine Zerlegung der Vorrichtung stattfinden muss. Ein Kolbentausch kann somit innerhalb von 15 Minuten direkt an der Baustelle durchgeführt werden. Um zu verhindern, dass die Zylinder der Kolben-Zylinder-Pumpen durch Eindringen von Schmutzteilchen Schaden nehmen oder die Reibungen zwischen Kolben und Zylinder übermäßig erhöht werden, sollte der Zylinder jeder Kolben-Zylinder-Pumpe an seiner Innenwand eine Ringdichtung mit Schmutzabstreiflippe aufweisen. Ergänzend ist zur verbesserten Abdichtung auch vorgesehen, dass der Zylinder jeder Kolben-Zylinder-Pumpe an seiner Innenwand zumindest einen O-Ring aufweist. ·» ·*«· ·«#· ·· · ·· ·····«·♦ · φ φφφφφφφφ · φ · ····«·· φ φ φ φ φ φ φ φ · • I ΦΦΦ ΦΦ ΦΦ · · 5

Die Wartbarkeit der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung wird weiter verbessert, wenn der Zylinder jeder Kolben-Zylinder-Pumpe einen Zylindermantel und einen Zylinderkopf aufweist, die lösbar miteinander verbunden sind, wobei im Zylinderkopf zumindest ein Materialkomponenten-Anschluss ausgebildet ist. Somit kann der Zylinder zerlegt, gewartet und wieder zusammengebaut bzw. Einzelteile getauscht werden.

Die Balkenantriebseinrichtung ist vorzugsweise als hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Kolben-Zylinder-Antrieb ausgebildet. Man erzielt damit einen kräftigen und exakt regelbaren Antrieb.

Hervorragende Betriebssicherheit und Bedienbarkeit der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung erreicht man durch Vorsehen von Sensoren in den Strömungspfaden der Materialkomponenten, die das Vorhandensein von Material bzw. dessen Verunreinigung durch Luftblasen, die Dichtheit der Strömungspfade und/oder die Temperatur des Materials erfassen.

Verbesserte Kontrolle der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung wird durch Vorsehen einer elektronischen Steuervorrichtung zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Sensoren erzielt. Die elektronische Steuervorrichtung kann auch weitere Parameter, wie z.B. einen Betriebsbeginn und ein Betriebsende der Applikationsvorrichtung, Betriebspausen, den Standort der Applikationsvorrichtung in Längen- und Breitenkoordinaten, die Umgebungstemperatur, und/oder die Luftfeuchtigkeit erfassen. Wenn die elektronische Steuervorrichtung eine Datenübertragungseinrichtung, wie z.B. einen SMS-Server oder Funk-Datenserver, umfasst, der in gewissen Zeitabständen und/oder auf Abfrage erfasste Parameter an einen Empfänger, z.B. eine Intemetseite oder ein Mobiltelefon eines Techniker, übermittelt, ist eine Fem-Überwachung der Applikationsvorrichtung möglich.

Die Applikationsvorrichtung kann auch femsteuerbar ausgeführt sein, indem eine elektronische Steuervorrichtung vorgesehen wird, die die Applikationsvorrichtung so steuert, dass sie Betriebsparameter verändern kann, wobei die elektronische Steuervorrichtung über eine Datenempfangsvorrichtung Soll-Werte der Betriebsparameter von einem Sender, wie z.B. einem Internet-Server oder einem Mobiltelefon, erhalten kann.

Die Erfindung wird nun anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen schematischen Plan einer Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Applikationsvorrichtung;

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Fig. 2 die wesentlichen mechanischen Bauteile einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung in Draufsicht;

Figuren 3 A bis 3D in Draufsicht unterschiedliche Maximalauslenkungen der Balken der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung; und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine in der erfmdungsgemäßen Applikationsvorrichtung verwendeten Kolben-Zylinder-Pumpe.

Zunächst auf Fig, 1 Bezug nehmen wird ein Hydraulikschema einer Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 erläutert. Mit dieser Applikationsvorrichtung 1 wird eine Maschine zum Fördern, Dosieren und Abgeben von mindestens zwei Materialkomponenten A, B unter Druckbeaufschlagung offenbart, wobei für das vorliegende Beispiel angenommen wird, dass eine erste Materialkomponente A ein in einer Materialquelle 6a, wie z.B. einem Gebinde, bereitgestelltes viskoses Kunstharz umfasst.

Eine zweite Materialkomponente B umfasst einen flüssigen oder viskosen Härter für das Kunstharz. Die zweite Materialkomponente B ist ebenfalls in einer Materialquelle 6b, wie einem Gebinde, bereitgestellt. Die beiden Materialkomponenten A, B werden in getrennten Zweigen des Hydraulikplans aufbereitet.

Da die beiden Zweige für die Führung der Materialien A, B symmetrisch aufgebaut sind, wurde in der Darstellung von Fig. 1 aus Platzgründen überwiegend nur der linke Zweig, in dem das Material A geführt wird, mit Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass dieselben Elemente in spiegelverkehrter Darstellung auch im rechten Zweig und eventuell weiteren Zweigen vorhanden sind und die nachfolgenden Erklärungen sinngemäß für beide Materialführungszweige gelten. Für jede Materialquelle 6a, 6b ist ein Füllstandssensor 31 vorgesehen. Die Materialkomponenten A, B aus den Materialquellen werden durch als Wärmetauscher ausgebildete Heizelemente 32 vorerwärmt. Diese Heizelemente können die jeweiligen Materialkomponenten A, B unabhängig voneinander auf Temperaturen bis 120°C erwärmen. Das Vorerwärmen wird durchgeführt, da die Lagertemperaturen der Materialien A, B, die von der Industrie vorgegeben werden, unterschiedlich sein können. Die Temperatur der Materialkomponenten A, B wird nach dem Heizelement 32 durch einen Temperatursensor 33 abgefühlt. Für jede Materialkomponente A, B ist eine separate doppelt wirkende Vorpumpe 3a, 3b vorgesehen, die die Materialkomponente A, B aus der Materialquelle 6a, • »· • · • ·· • · • · • • • • • · • · • ♦ • ♦ i I ··· • • • • • t • • • ··· ·· ·· t • 7 6b ansaugt und auf ein erstes Druckniveau bringt, das mittels eines Drucksensors 34 gemessen wird. Mittels der Vorpumpen 3a, 3b, die z.B. als mechanische Kolbenpumpen ausgeführt sind, können Materialien A, B unterschiedlichster Viskositäten direkt aus Gebinden entnommen werden. Nach den Vorpumpen 3a, 3b kann eine Messstelle vorgesehen werden, die das luftblasenffeie Vorhandensein des Materials A, B kontrolliert. In den kombinierten Zuläufen/Ausgängen der Vorpumpen 3a, 3b sind zur Verhinderung von Material-Rückflüssen diverse Rückschlagventile 4 vorgesehen, deren Funktion dem Fachmann aus dem Hydraulikplan klar ist. Ebenso ist eine automatische Entlüftungseinrichtung 35 vorgesehen. Nachdem der jeweilige Materialfluss A, B die Vorpumpe 3a, 3b und Rückschlagventile 4 passiert hat, wird er in den die Hauptpumpen umfassenden Hochdruck- und Dosierbereich geführt, in dem das Mischverhältnis zwischen den Materialkomponenten A, B reproduzierbar eingestellt wird. Dabei wird er an einem Verteiler in zwei Teilströme geteilt, die jeweils ein Rückschlagventil 8 passieren, wobei eine Drucküberwachung durch einen Drucksensor 37 erfolgt, und danach in eine Kolben-Zylinder-Pumpe 2a, 2b bzw. 2c, 2d eintreten. Jeweils zwei Kolben-Zylinder-Pumpen 2a, 2b bzw. 2c, 2d bilden gemeinsam eine Hauptpumpe für jeweils eine Materialkomponente A, B und bringen diese Materialkomponente auf den voreingestellten Ausgangsdruck. Nach dem Verlassen der Kolben-Zylinder-Pumpen 2a, 2b bzw. 2c, 2d werden die Teilströme der Materialkomponenten A, B durch Rückschlagventile 7 geführt und anschließend wieder zu einem jeweiligen Gesamtstrom vereinigt, der durch ein weiteres Heizelement 38 und durch ein Druckbegrenzungsventil 5a, 5b geführt wird. Danach passieren die Materialströme A, B jeweils einen weiteren Temperatursensor 39, einen Drucksensor 40, einen Durchflussmengenmesser 41, ein weiteres Heizelement 42, noch einen Temperatursensor 43 und einen Drucksensor 44. Danach werden die beiden Materialkomponenten A, B durch eine Abgabeeinrichtung 9, wie z.B. eine Spritzlanze, gemeinsam abgegeben, wobei der Begriff „gemeinsam abgegeben“ sowohl das Mischen der beiden Materialkomponenten in der Abgabeeinrichtung 9 und Abgeben der Mischung als auch das Abgeben der Materialkomponenten in zwei separaten Strömen umfasst, die sich erst am Ausgang der Abgabeeinrichtung 9 vereinigen. Die Materialkomponenten A, B sind in der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 auf Drücke bis zu 5000 bar beaufschlagbar. An oder unmittelbar stromaufwärts von der Abgabeeinrichtung 9 sind ein Temperatursensor 45 und ein Drucksensor 46 angeordnet, mit denen Ausgangsdruck und -temperatur kontrolliert werden. Eine Steuerung 30 wertet die Signale aller Temperatur- und Drucksensoren aus und steuert die Heizelemente, die Pumpen, die Entlüftung, etc. Die Steuerung 30 kann auch einen Intemetanschluss und ein GPS-System umfassen, um die aktuelle Position der Applikationsvorrichtung 1 zu erfassen und gegebenenfalls mit Betriebsparametem über das Internet an eine Überwachungsstelle zu senden. Von der ·· • ·· • 1 *··· ···♦ • · »· • • t » • * • · • • • • · • · • · • • • V·· • · • · • • • • t · ·· ·· ·· • · 8 Überwachungsstelle aus sind auch Femsteueroperationen der Applikationsvorrichtung 1 möglich.

Mithilfe der installierten Sensoren überwacht die Steuerung 30 die Dichtheit der Anlage, insbesondere der darin eingebauten temperaturregelbaren Hochdruckschläuche und erstattet bei auftretenden Problemen Meldung an die Überwachungsstelle. So kann sich der Benutzer der Applikationsvorrichtung 1 voll und ganz auf seine Arbeit konzentrieren und wird von sämtlichen Überwachungen, Einstellungen und Kontrollen freigestellt, welche die elektronische Steuerung 30 der Applikationsvorrichtung 1 selbsttätig durchfuhrt.

Wie oben bereits kurz erwähnt, werden von der elektronischen Steuerung 30 Daten, wie das Vorhandensein des Materials A, B, die Temperaturen des Materials, der Betriebsbeginn der Applikationsvorrichtung 1, die Betriebspausen, der Standort der Applikationsvorrichtung 1 in Längen- und Breitenkoordinaten, die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit und ähnliche Parameter über eine Datenübertragungseinrichtung, wie z.B. einen SMS-Server oder Funk-Datenserver oder die erwähnte Internet-Schnittstelle, automatisch in gewissen Zeitabständen oder auch auf Abfrage an die Überwachungsstelle, z.B. eine Intemetseite oder ein Mobiltelefon eines Techniker, übermittelt. Es ist auch vorgesehen, Parameter, wie die Temperatur des Materials, über z.B. das Mobiltelefon oder das Internet korrigieren zu können.

Um den Benutzer der Applikationsvorrichtung 1 keinen Verletzungsrisiken auszusetzen, aber auch um unprofessionelles Hantieren an der Applikationsvorrichtung 1 auszuschließen, ist vorgesehen, die gesamte Vorrichtung in ein Gehäuse einzuschließen, das z.B. auf einem fahrbaren Anhänger angeordnet ist. Sollte eine Abdeckung des Gehäuses entfernt werden, so kann dies ebenfalls von der Datenübertragungseinrichtung an ein Mobiltelefon oder eine Intemetseite gemeldet werden und die Applikationsvorrichtung 1 schaltet sich automatisch ab. Die Wiederinbetriebnahme der Applikationsvorrichtung soll danach nur noch durch einen Servicemann möglich sein. Nach der Verbringung des Materials A, B muss die Applikationsvonichtung 1 lediglich abgeschaltet werden, die Ansaugschläuche werden von den Gebinden gelöst und ein kleiner Teil sollte mit einer Sprühpistole gereinigt werden.

Ein wichtiger Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 besteht in der Verarbeitung des Materials Polyurea, wobei es aufgrund der stufenlos einstellbaren Mischverhältnisse auch möglich ist Polyester, Epoxi und alle Arten von Mehrkomponentenkunststoffen zu verarbeiten. Es ist keine Obergrenze der Anzahl von Materialkomponenten, die gefordert, dosiert und gemischt werden können, vorgegeben. 99 • 99 • 9 9999 9999 • · • 9 9 9 9 9 • · • • 9 9 · • 9 • 9 • 9 9 • 99 9 • • · • 9 9 • 9 9 99 ··· 99 99 9 • 9

Polyurea ist ein Material, das in wenigen Sekunden ausgehärtet ist und in wenigen Minuten chemisch und mechanisch belastbar wird. Dadurch erstreckt sich der Einsatzbereich der erfmdungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 von wasserundurchlässigen, abriebfesten und/oder schwingungshemmenden Beschichtungen bis hin zum Formenbau.

Als nächstes wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die die wesentlichen mechanischen Bauteile der erfmdungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 in Draufsicht zeigt. Die Applikationsvorrichtung 1 weist zwei einander gegenüberliegende, an Schwenklagem 1 la, 12a an einem rahmenförmigen, feststehenden Träger 10 gelagerte Balken 11,12 auf. Die Balken 11,12 greifen - in Axialrichtung LI, L2 (siehe Fig. 3A) des jeweiligen Balkens gesehen - in einem Abstand von den Schwenklagem 1 la, 12a ineinander, indem der Balken 11 einen stabförmigen Balkenabschnitt 13 aufweist, der axial (LI) ausziehbar und einfahrbar ist und einen Lagerpunkt 13a aufweist, der in einem in Axialrichtung L2 des anderen Balkens 12 ausgebildeten Schlitz 14 verschiebbar gelagert ist. Aufgrund dieses Ineinandergreifens sind die beiden Balken 11,12 schlupffrei gemeinsam durch eine Balkenantriebseinrichtung 15a, 15b hin- und herbeweglich antreibbar, wobei die Balkenantriebseinrichtung 15a, 15b zwei einander gegenüberliegenden hydraulischen oder pneumatischen Antriebs-Kolben-Zylinderanordnungen aufweist, die mit einem Ende am Träger 10 und mit ihrem anderen Ende am Balken 12 drehbar gelagert sind. Fig. 2 zeigt die beiden Endauslenkungen der Balken 11,12 für eine bestimmte Länge des ausgefahrenen Balkenabschnitts 13a. Der Balkenabschnitt 13a kann stufenlos hündisch oder motorisch verstellbar ausgeführt sein. Durch die Verstellung des Balkenabschnitts 13a wird die Auslenkung der Balken 11,12 in Bezug aufeinander eingestellt.

Die Kolben-Zylinder-Pumpen 2a, 2b, 2c, 2d sind ausfahrbar und einziehbar einerseits am Träger 10 (in diesem Beispiel die Zylinder) und andererseits an den Balken 11,12 (in diesem Beispiel die Kolben) befestigt, und zwar solcherart, dass die die Hauptpumpe für die Materialkomponente A bildenden Kolben-Zylinder-Pumpen 2a, 2b einander gegenüberliegend mit dem Kolben am Balken 11 angelenkt sind und die die andere Hauptpumpe für die Materialkomponente B bildenden Kolben-Zylinder-Pumpen 2c, 2d einander gegenüberliegend mit dem Kolben am Balken 12 angelenkt sind. In anderen Worten sind die einer Materialkomponente zugeordneten Kolben-Zylinder-Pumpen an einem gemeinsamen Balken in Gegenbewegung schwenkbar befestigt. Auf diese Art und Weise weisen die Kolben-Zylinder-Pumpen bei gleicher Dimensionierung für eine jeweilige Materialkomponente dieselbe Förderleistung auf. Das Verhältnis des Kolbenhubs von Kolben-Zylinder-Pumpen, die unterschiedlichen Materialkomponenten zugeordnet sind, kann durch Verstellung des Balkenabschnitts 13a stufenlos verstellt werden. ·· • ♦* ·· ···· ··♦· • * V« · · · · • • • · • · · ·· • • • · • · · · • • Ψ· »»· ·· ·· • • 10

Weitere Verstellmöglichkeiten des Kolbenhubs der Kolben-Zylinder-Pumpen 2a - 2d ergeben sich durch variierbare Anlenkpositionen am Träger 10 und an den Balken 11,12.

Die Erzielbarkeit unterschiedlicher Auslenkungsverhältnisse der Balken 11,12 durch unterschiedlich langes axiales (LI) Ausfahren des Balkenabschnitts 13 ist in den Figuren 3A bis 3D dargestellt.

Um bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 mehr als zwei Materialkomponenten zu fordern brauchen nur die beschriebenen mechanischen Komponenten vervielfacht werden.

Um eine äußerst einfache Wartbarkeit der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 1 bei gleichzeitig hoher Effizienz zu erzielen, wurden die Kolben-Zylinder-Pumpen 2a, 2b, 2c, 2d so konstruiert, dass der Kolben jeder Kolben-Zylinder-Pumpe werkzeugfrei austauschbar ist, sowie weitere die Wartbarkeit und Reparatur erleichternde konstruktive Maßnahmen vorgenommen, wie nun anhand von Fig. 4 erläutert wird, die einen Längsschnitts der Kolben-Zylinder-Pumpe 2a (stellvertretend für alle Kolben-Zylinder-Pumpen) zeigt. 17. Die Kolben-Zylinder-Pumpe 2a weist einen Zylinder 24 auf, der aus einem Zylindermantel 22 und einem Zylinderkopf 23 besteht, die lösbar (verschraubbar) miteinander verbunden sind. Im Zylinderkopf 23 ist ein Materialkomponenten-Anschluss 25 zum kombinierten Zufuhren/Abgeben einer Materialkomponente ausgebildet. Weiters ist im Zylinder 24 eine Ringdichtung 27 mit Schmutzabstreiflippe 27a vorgesehen. Durch einen in einer Ringnut des Zylinders 24 angeordneten O-Ring 28 wird eine weiter verbesserte Dichtwirkung zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 24 erzielt. Der Zylinderkopf 23 weist ein Befestigungselement 26 auf. In ähnlicher Weise umfasst der Kolben 21 ein Befestigungselement 29. Der Außendurchmesser des Kolbens 21 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 24 ausgeführt, jedoch größer als die Innendurchmesser der Ringdichtung 27 und des O-Rings 28. Zum Austauschen des Kolbens 21 braucht nur das Befestigungselement 29 vom Träger oder vom Balken gelöst, der Kolben 21 herausgezogen und anschließend ein neuer Kolben eingeführt zu werden.

Zusammenfassend bietet die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung 1 folgende vorteilhafte Merkmale: o Die Dosierverhältnisse der unterschiedlichen Materialkomponenten sind stufenlos einstellbar und auch während des Betriebes verstellbar. • t · 99 ·« 9999 9999 • t Μ · · · I 9 · 9 · · I 9 9 » 9 9 9 9 9 ι 9 #99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9· *99 99 9· 9 9 11 o Die Anzahl der förderbaren, dosierbaren und mischbaren

Materialkomponenten ist aufgrund möglicher modularer Bauweise der Applikationsvorrichtung nicht beschränkt, o Es ist beinahe jedes Material (Farben, Polyester, Polyurethan) verarbeitbar, von gasförmigen Materialien über flüssige und viskose Materialien bis hin zu trockenen Materialien. o Die Temperaturen der einzelnen Materialien sind getrennt regelbar, o Die Standdauer ist gegenüber bestehenden Maschinen um ein Vielfaches erhöht, da die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung angepasste Dichtungen und Dosierzylinder aufweist, wodurch das Problem der Reibung von Füllstoffen in den Zylindern gelöst wird. Außerdem ist es möglich, den Kolben in wenigen Minuten auszutauschen, ohne die Maschine zerlegen zu müssen. o Extrem einfache, schnelle und kontrollierbare Bedienung, o Einfacher Transport durch Aufbau auf einem Anhänger, o Konzeption einer selbst kontrollierenden Applikationsvorrichtung, die bei Änderung jeglicher Maschinenparameter, wie Standort, Uhrzeit, Materialverbrauch, usw. eine Meldung an eine Servicestelle abgibt, o Höchste Genauigkeit und Beibehaltung eingestellter Dosierverhältnisse o Die Entlüftung der Applikationsvorrichtung 1 kann bei der Inbetriebnahme der Maschine und nach der Änderung einzelner Materialkomponenten automatisch erfolgen.

Claims (27)

1. • t ♦ • · • · ·· Μ ##·« ··»· • · · · · · • · · · · t • · '«· · · ····» ♦ · I ·· *·· «t ·· · · 12 Ansprüche: 1. Applikationsvorrichtung (1) zum Fördern, Dosieren und Abgeben von mindestens zwei Materialkomponenten (A, B) unter Druckbeaufschlagung, gekennzeichnet durch zumindest zwei einander gegenüberliegende, an Schwenklagem (1 la, 12a) gelagerte Balken (11,12), die - in Axialrichtung (LI, L2) des jeweiligen Balkens gesehen - in einem Abstand von den Schwenklagem ineinander greifen, wobei die Balken (11,12) gemeinsam durch eine Balkenantriebseinrichtung (15a, 15b) hin- und herbeweglich antreibbar sind, und durch zumindest eine Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) für jede Materialkomponente, wobei jede Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) entweder mit dem Kolben (21) oder dem Zylinder (24) an einem Balken (11,12) und entweder mit dem Zylinder oder dem Kolben an einem feststehenden Träger (10) der Applikationsvorrichtung, insbesondere einem Rahmenelement der Applikationsvorrichtung, ein- und ausziehbar angelenkt ist.
2. 2. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Materialkomponente (A, B) zwei Kolben-Zylinder-Pumpen (2a, 2b; 2c, 2d) vorgesehen sind, die einander gegenüberliegend am selben Balken (11; 12) gelagert sind, so dass sie bei Hin-und Herbewegung des Balkens in Gegenbewegung dieselbe Materialmenge fördern.
3. 3. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben-Zylinder-Pumpen (2a, 2b; 2c, 2d) die gleichen Hubraumdurchmesser und Hublängen aufweisen.
4. 4. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle derselben Materialkomponente (A; B) zugeordneten Kolben-Zylinder-Pumpen (2a, 2b; 2c, 2d) am selben Balken (11; 12) angelenkt sind und jeder Balken einer unterschiedlichen Materialkomponente zugeordnet ist.
5. 5. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Pumpen (2a, 2b, 2c, 2d) in Axialrichtung (LI, L2) des jeweiligen Balkens (11,12) verstellbar angelenkt sind.
6. 6. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Pumpen (2a, 2b, 2c, 2d) verstellbar am Träger (10) angelenkt sind. ·· • · • ·· • ·· • ·· 9999 • · · 9999 • • · • • • • ♦ · 9 • · • 9 • ·*♦ · 9 • · • • • • · 9 ·· ··· ·· 99 9 • 13
7. 7. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer von zwei ineinandergreifenden Balken (11) in Axialrichtung (LI) des Balkens ausziehbar ist und im ausziehbaren Balkenabschnitt (13) einen Lagerpunkt (13a) aufweist, der im anderen Balken (12) in dessen Axialrichtung (L2) verschiebbar gelagert ist.
8. 8. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ausziehbare Balken einen in seiner Axialrichtung hündisch oder motorisch ausfahrbaren und einziehbaren Abschnitt (13) aufweist.
9. 9. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Materialkomponenten-Zulaufleitungen zu jeder Kolben-Zylinder-Pumpe zumindest ein Rückschlagventil (8) angeordnet ist.
10. 10. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Materialkomponenten-Ausgangsleitungen nach jeder Kolben-Zylinder-Pumpe zumindest ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist.
11. 11. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Materialkomponente (A, B) eine Zulaufleitung vorgesehen ist, die von einer Materialkomponentenquelle (6a, 6b) zu der/den zugeordneten Kolben-Zylinder-Pumpe(n) fuhrt, wobei die Zulaufleitung eine Abzweigung zu jeder Kolben-Zylinder-Pumpe aufweist.
12. 12. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zulaufleitungen der Kolben-Zylinder-Pumpen Vorpumpen (3a, 3b) eingebaut sind.
13. 13. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zulaufleitungen Heizelemente (32,38,42) eingebaut sind, die vorzugsweise die Materialkomponente (A, B) auf Temperaturen bis 120°C erwärmen können.
14. 14. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (21) jeder Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) werkzeugffei austauschbar ist.
15. 15. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Zylinder (24) jeder Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) an seiner Innenwand eine Ringdichtung (27) mit Schmutzabstreiflippe (27a) aufweist.
16. 16. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Zylinder (24) jeder Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) an seiner Innenwand zumindest einen O-Ring (28) aufweist.
17. 17. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (24) jeder Kolben-Zylinder-Pumpe (2a, 2b, 2c, 2d) einen Zylindermantel (22) und einen Zylinderkopf (23) aufweist, die lösbar miteinander verbunden sind, wobei im Zylinderkopf zumindest ein Materialkomponenten-Anschluss (25) ausgebildet ist.
18. 18. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Balkenantriebseinrichtung (15a, 15b) als hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Kolben-Zylinder-Antrieb ausgebildet ist.
19. 19. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialkomponenten (A, B) auf Drücke bis zu 5000 bar beaufschlagbar sind.
20. 20. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungspfaden der Materialkomponenten (A, B) Sensoren zur Erfassung des Vorhandenseins von Material eingebaut sind, wobei diese Sensoren vorzugsweise als Durchfluss-Mengenmesser (41) und/oder Füllstandsmesser (31) und/oder optional als Drucksensoren (34,36,37,40,44,46) ausgebildet sind.
21. 21. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungspfaden der Materialkomponenten (A, B) Sensoren zur Erfassung des Vorhandenseins von Luftblasen im Material und Entlüftungseinrichtungen (35) eingebaut sind.
22. 22. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungspfaden der Materialkomponenten (A, B) Sensoren zur Erfassung der Dichtheit der Strömungspfade eingebaut sind, wobei diese Sensoren vorzugsweise als Drucksensoren (34,36,37,40,44,46) ausgebildet sind. • · ·· ·· ···· ···· • · · · # ♦ I · ···· # · · l · ·*··*#· · • · * · · · · ι ·· ··· ·· 4· I · 15
23. 23. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungspfaden der Materialkomponenten (A, B) Sensoren (33, 39,43,45) zur Erfassung der Temperatur des Materials eingebaut sind.
24. 24. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuervorrichtung (30) zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Sensoren vorgesehen ist.
25. 25. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (30) Parameter, wie z.B. einen Betriebsbeginn und ein Betriebsende der Applikationsvorrichtung (1), Betriebspausen, der Standort der Applikationsvorrichtung (1) in Längen- und Breitenkoordinaten, die Umgebungstemperatur, und/oder die Luftfeuchtigkeit erfasst.
26. 26. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (30) eine Datenübertragungseinrichtung, wie z.B. einen SMS-Server oder Funk-Datenserver, umfasst, der in gewissen Zeitabständen und/oder auf Abfrage erfasste Parameter an einen Empfänger, z.B. eine Intemetseite oder ein Mobiltelefon eines Techniker, übermittelt.
27. 27. Applikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuervorrichtung (30) vorhanden ist, die die Applikationsvorrichtung (1) so steuert, dass Betriebsparameter veränderbar sind, wobei die elektronische Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, über eine Datenempfangsvorrichtung Soll-Werte der Betriebsparameter von einem Sender, wie z.B. einem Internet-Server oder einem Mobiltelefon, zu erhalten.